目前世界范圍內生物活性氮的增加已經(jīng)嚴重超出了其安全操作空間，導致各類(lèi)水體氮負荷急劇增加。氮過(guò)量輸入可能會(huì )對水生態(tài)系統產(chǎn)生系列負面效應，包括水體酸化、生物多樣性銳減、水生生物生長(cháng)受到脅迫等。此外，過(guò)量氮輸入還會(huì )影響沉積物磷釋放，磷釋放是當今湖泊富營(yíng)養化治理面臨的重要瓶頸之一，尤其是淺水湖泊。 

　　近日，中國科學(xué)院水生生物研究所王洪鑄研究員團隊在環(huán)境領(lǐng)域期刊Water Research上先后發(fā)表2篇論文，分別揭示了氨氮（NH₄⁺）和硝氮（NO₃^-）對沉積物磷釋放的影響及其機制。研究通過(guò)監測水體總磷（TP）、泥-水界面可移動(dòng)磷（Labile P）和環(huán)境生物參數的變化，發(fā)現NH₄⁺≤4 mg/L對沉積物磷釋放無(wú)明顯作用，NH₄⁺≥8 mg/L可通過(guò)刺激藻類(lèi)生長(cháng)進(jìn)而增加堿性磷酸酶活性（APA）促進(jìn)磷釋放（圖1）。NO₃^-≤5 mg/L對磷釋放無(wú)明顯作用，NO₃^-≥7 mg/L對磷釋放有雙效應：既能通過(guò)刺激藻類(lèi)生長(cháng)對磷釋放起促進(jìn)作用，又能通過(guò)增加沉積物氧化性對磷釋放起抑制作用，兩者相互抵消的結果是NO₃^-對磷釋放無(wú)明顯作用（圖2）。 

圖1. 薄膜擴散梯度技術(shù)監測氨氮添加前后上覆水（0~20 mm）和沉積物（-20~0 mm）中可移動(dòng)磷（labile P）的一維分布情況 

圖3. 氨氮和硝氮影響沉積物磷釋放的閾值與機制 

　　本研究獲國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2018YFD0900805）、水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項（2017ZX07302-002）、淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室（2019FBZ01）和中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )優(yōu)秀會(huì )員（2018年）資助。水生所為該論文的第一完成單位和通訊單位。馬碩楠博士（現就職于寧波大學(xué)）為論文的第一作者，王海軍副研究員（現就職于云南大學(xué)）和王洪鑄研究員為通訊作者。 

　　論文鏈接： 

　　https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.08.043 

　　https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.116894